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ゲノム安定性維持に関わるユビキチンリガーゼCRL4‐Cdt2の活性制御機構の解析

Research Project

Project/Area Number 13J07320
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Molecular biology
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

林 晃世  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
KeywordsDNA複製 / ユビキチン / 細胞周期 / クロマチン / PCNA / Cdt2
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ゲノム安定性維持に重要なユビキチンリガーゼCRL4-Cdt2が、どのようにS期のクロマチン上でのみ機能するか、その分子機構の解明を目指し、PCNAのDNAへのローディングがCRL4-Cdt2や基質の集合とユビキチン化活性を制御する可能性を検証してきた。今年度は、1.DNA結合PCNAへのCRL4-Cdt2、基質Cdt1の分子集合過程を詳細に解析し、2.他の活性制御因子の探索を行った。
1. Cdt2のC末端にPIPボックスが見つかったので、CRL4-Cdt2(PIP変異体)を精製し、DNAビーズを用いてプルダウンした。その結果、Cdt2のPIP変異体ではDNA結合PCNAへの結合が抑制された。また、Cdt2のDNA結合PCNAへの結合は、基質の有無で変化しなかった。これまで、Cdt2はN末端のWD40リピートを介して基質-PCNA複合領域を認識すると考えられてきたが、Cdt2のPIPボックスを介したPCNAへの結合によって、基質-PCNAの結合を必要としないことが明らかとなった。また、DNAなしではCdt2はPCNAとほとんど結合しなかったことから、PCNAのDNAへのロードが、基質とCdt2の集合に必須の過程であることが示された。
2. 特異的E2が CRL4-Cdt2のポリユビキチン化能を促進する可能性を検討するため、32種の精製E2を購入し、in vitroユビキチン化反応でスクリーニングした。その結果、これまで使用してきたUbcH5cより活性が高いE2候補をいくつか得た。現在、細胞内で基質分解に関与するかをsiRNAによって検討している。
本研究では、PCNAのロードが基質、Cdt2がDNA上へ集合、ユビキチン化するために必須であることを直接証明した。加えて、さらなるユビキチン化促進因子の可能性も見出した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] PCNA-dependent ubiquitination of Cdt1 and p21 in mammalian cells.2014

    • Author(s)
      Hayashi A, Suenaga N, Shiomi Y, Nishitani H.
    • Journal Title

      Methods Mol Biol.

      Volume: 1170 Pages: 367-82

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-0888-2_19

    • ISBN
      9781493908875, 9781493908882
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Imaging analysis of cell cycle-dependent degradation of Cdt1 in mammalian cells.2014

    • Author(s)
      Shiomi Y, Suenaga N, Tanaka M, Hayashi A, Nishitani H.
    • Journal Title

      Methods Mol Biol.

      Volume: 1170 Pages: 357-65

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-0888-2_18

    • ISBN
      9781493908875, 9781493908882
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] In vitro analysis of DNA-bound PCNA dependent ubiquitin ligase CRL4-Cdt22015

    • Author(s)
      Akiyo Hayashi, Yasushi Shiomi, Tatsuro S. Takahashi, Hideo Nishitani
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting “Eukaryotic DNA replication and genome maintenance”
    • Place of Presentation
      ニューヨーク (アメリカ)
    • Year and Date
      2015-09-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] S期クロマチン特異的なタンパク質分解系CRL4―Cdt2の制御機構2014

    • Author(s)
      林晃世、塩見泰史、高橋達郎、末永尚弘、西谷秀男
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Reconstitution of ubiquitination by CRL4-Cdt2, an S-phase specific proteolysis system on the chromatin2014

    • Author(s)
      Akiyo Hayashi, Yasushi Shiomi, Tatsuro S. Takahashi, Naohiro Suenaga, Hideo Nishitani
    • Organizer
      2nd International Picobiology Institute Symposium
    • Place of Presentation
      兵庫県立先端科学技術支援センター(兵庫県赤穂郡)
    • Year and Date
      2014-10-09 – 2014-10-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular mechanism of CRL4-Cdt2 ubiquitin ligase essential for genome stability2014

    • Author(s)
      Akiyo Hayashi, Yasushi Shiomi, Tatsuro S. Takahashi, Naohiro Suenaga, Hideo Nishitani
    • Organizer
      The 4th Short-term Student Exchange Program
    • Place of Presentation
      Dong-A University (Busan, South Korea)
    • Year and Date
      2014-08-21 – 2014-08-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] クロマチン上のPCNAに依存したCRL4^<Cdt2>のユビキチン化機構2013

    • Author(s)
      林晃世、石井健士、塩見泰史、末永尚弘、西谷秀男
    • Organizer
      第22回DNA複製・組換え・修復ワークシヨップ
    • Place of Presentation
      ホテルニュー水戸屋(宮城県仙台市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/life/biosig/japanese/Top.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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